Analisa Variasi Tekanan Fluida Primer, Tekanan Discharge dan Posisi Keluaran Nozzle (NXP) pada Steam Ejector Menggunakan Metode Computational Fluid Dynamic (CFD)

Abstract

Dilakukan simulasi numerik steam ejector dengan memvariasikan tekanan dari fluida primer, tekanan discharge dan posisi keluaran nozzle (NXP). Perlakuan variasi tekanan fluida primer dan tekanan discharge dilakukan untuk mendapat nilai nilai performa steam ejector yang disebut entrainment ratio (ER), tekanan kritis (critical pressure) dan tekanan discharge maksimum. Perlakuan variasi NXP dilakukan untuk mengetahui posisi keluaran nozzle terbaik dari steam ejector dengan nilai ER yang paling tinggi. Tekanan fluida primer yang divariasikan yaitu 2.66 bar, 3.00 bar dan 3.50 bar. Tekanan discharge divariasikan dari 0.20 bar sampai ejector mengalami aliran balik. NXP yang divariasikan yaitu dari posisi -3 mm atau -0.11 D_en sampai + 35 mm atau 1.3 D_en. Hasil simulasi menunjukkan bahwa kenaikan tekanan fluida primer menyebabkan naiknya critical pressure tetapi membuat nilai entrainment ratio turun. Kenaikan tekanan discharge menyebabkan turunnya jarak shockwave ke posisi keluaran nozzle. Shockwave tercipta karena kenaikan tekanan yang signifikan secara cepat, saat tekanan discharge mendekati nilai critical pressure menunjukkan shockwave yang semakin lemah. Hasil variasi NXP dari posisi -3 mm ke +35 mm menunjukkan kenaikan dan penurunan dari entrainment ratio, posisi NXP + 19 mm atau 0.7 D_en menunjukkan nilai ER paling besar sedangkan posisi NXP -3 mm paling kecil. Fluida yang dimodelkan ialah gas ideal dengan asumsi fluida berada pada kondisi saturasi uap. Pemodelan aliran menggunakan k- standard untuk memodelkan aliran dengan nilai Re yang tinggi dan dapat menerapkan perlakuan dinding agar hasil yang didapat akurat. Pemodelan geometri dibuat dengan menggunakan software CAD yaitu Solidworks 2015, geometri dieksport ke Ansys 16.2 dan di meshing dengan perlakuan adapsi y⁺.